SATA frente a PCIe: ¿Cuál es la diferencia?

Aprender la diferencia entre unidades de estado sólido (SSD) y unidades de disco duro (HDD) es sólo la punta del iceberg cuando se trata de soluciones de almacenamiento. Tomar la decisión correcta es mucho más profundo porque normalmente tendrás dos opciones más (SATA o PCIe), lo que hace que las cosas sean aún más confusas.

Tanto PCIe como SATA tienen varias ventajas, pero ¿cuál se adapta mejor a tus necesidades? Afortunadamente, estamos aquí para ayudarlo a distinguir las dos opciones de almacenamiento por tamaño, velocidad, rendimiento y costo.

Aunque se hace referencia más comúnmente a SATA y PCIe en términos de las unidades que admiten, las tecnologías en sí son en realidad el medio de interfaz. SATA es un pequeño conector en forma de L que se ha utilizado para conectar unidades de todo tipo a placas base durante años, incluidas unidades ópticas, así como discos duros y SSD. Está unido por un conector secundario en forma de L más largo que proporciona energía al dispositivo.

Los discos duros SATA se pueden encontrar en tamaños de 3,5 y 2,5 pulgadas, mientras que los SSD SATA están restringidos a 2,5 pulgadas. SATA ha pasado por varias generaciones de desarrollo, pero SATA III es el más común en la actualidad y es la interfaz típica para los discos duros modernos y los SSD convencionales.

PCIe se refiere a PCI Express, una interfaz multifacética en las placas base modernas que ofrece de todo, desde zócalos más grandes para tarjetas gráficas hasta puertos más pequeños para tarjetas adicionales para Wi-Fi, puertos USB y más. Puede variar en tamaño y ancho de banda desde x1 como el más pequeño y menos capaz, hasta x16 para el mayor y mayor ancho de banda disponible.

Los SSD PCIe se pueden conectar directamente a eso, aunque técnicamente están construidos en el conector NVM Express (NVMe), como la unidad Intel serie 750 anterior. Suelen tener alrededor de un tercio del tamaño de una tarjeta gráfica estándar.

Tanto SATA como PCIe también pueden utilizar otro tipo de conector conocido como M.2, aunque las unidades PCIe de esa forma son más comunes. Esas unidades son mucho más pequeñas y normalmente tienen una o dos ranuras dedicadas en la placa base.

Las unidades M.2 suelen ser muy delgadas y de solo unos pocos centímetros de largo, a menudo se encuentran planas contra la placa base y no requieren energía adicional. Sin embargo, los más rápidos se envían con disipadores y disipadores de calor para mantenerlos a temperaturas de funcionamiento seguras.

Ya sea que su unidad PCIExpress utilice el tipo de conector M.2 o NVMe, pueden admitir diferentes generaciones de PCIExpress. El más común es PCIe 3.0, pero más recientemente con las placas base x570 de AMD vimos la introducción de PCIe 4.0. La principal diferencia entre los dos es el ancho de banda, ya que PCIe 4.0 ofrece el doble de ancho de banda (16 GBps), lo que permite unidades más rápidas.

Cada unidad tiene sus propios números de rendimiento individuales, pero los formatos SATA y PCIe también tienen sus propios límites de rendimiento. Las unidades SATA III están limitadas casi exclusivamente a una velocidad máxima sostenida de lectura y/o escritura de 6 Gbps, o aproximadamente 550 MBps. Un disco duro SATA nunca alcanzará tales velocidades, pero los SSD SATA III, como el excelente Samsung 860 Evo, no tendrán problemas para alcanzar ese umbral en las pruebas sintéticas.

Nota: Pocas unidades alcanzarán tales velocidades en el uso en el mundo real, ya que ese es el máximo práctico que la unidad puede alcanzar, y las diferencias en el tamaño y la composición de los archivos pueden afectar las velocidades de lectura y escritura en la práctica.

Estas mismas velocidades se aplican a los SSD M.2 que utilizan el protocolo SATA, así que tenga cuidado al comprar una unidad M.2. Si desea mayor velocidad, necesita una unidad PCIe M.2, no una unidad SATA M.2.

Las unidades PCIExpress, ya sea que utilicen el estándar de conector M.2 o NVME, son más rápidas, pero aún están limitadas por la velocidad de los chips de memoria en la propia unidad y la generación de PCIExpress para la que están diseñadas. Las unidades PCIE 3.0 tienen una velocidad máxima sostenida de lectura/escritura habitual de 3500 MBps, mientras que las unidades PCIE 4.0 tienen una velocidad máxima sostenida de lectura/escritura típica de 5000 MBps.

Estas velocidades rara vez se alcanzan en el mundo real, incluso en pruebas sintéticas, ya que las unidades PCIE 3.0 tienden a alcanzar alrededor de 2500 MBps de lectura sostenida, mientras que las mejores unidades PCIE 4.0 ofrecen alrededor de 4000 MBps de lectura sostenida.

Hay casos extremos en los que las unidades diseñadas pensando en centros de datos de alta velocidad ofrecen más de 7 GB/s de lectura y 6 GB/s de escritura sostenida, pero son raros y muy caros.

Otras métricas de rendimiento que es importante tener en cuenta incluyen velocidades de lectura y escritura aleatorias, que son menos marcadas entre las unidades SATA y PCIE. Si bien las unidades PCIE pueden tener velocidades de lectura/escritura aleatorias que son de 3 a 5 veces mayores que sus contrapartes SATA, en realidad, eso tiende a traducirse solo en una mejora de entre dos y tres veces, e incluso así solo en transferencias más largas. En transferencias cortas, la brecha de desempeño es mucho menor.

La diferencia efectiva entre estos tipos de unidades, es decir, cómo se sienten cuando están en uso, depende mucho más del uso que le dé a su sistema. Aunque una unidad NVME o PCIE M.2 rápida cargará juegos un par de segundos más rápido o iniciará Windows un poco más rápido que una SSD SATA, no es algo en lo que notarás una gran diferencia. Si transfieres regularmente archivos grandes o grandes colecciones de archivos, sería mucho más notorio.

El salto en el rendimiento en el mundo real es mucho más obvio de un disco duro a un SSD (incluso de SATA a SATA) que de un SSD SATA a un SSD PCIE.

Con su tamaño más pequeño y su mayor techo de rendimiento, las unidades PCIE son más caras que sus contrapartes SATA. No siempre es drástico, ya que solo hay alrededor de $ 30 entre el SSD Samsung 860 Evo SATA de 500 GB y el SSD Samsung 970 Evo PCIE M.2 de 500 GB. Sin embargo, algunas unidades pueden resultar excesivamente caras. La unidad 905P de 960 GB basada en Optane de Intel puede costar más de cinco veces la unidad PCIe promedio de 1 TB.